曲线刚构桥八边形异厚度变截面中空桥墩的承载特性

八边形异厚度变截面中空桥墩在我国应用极少,其截面特性明显区别于传统的矩形和圆形截面桥墩,目前对其承载性能的研究很少。依据等效惯性矩原则,本文采用塑性损伤有限元模型分析了八边形异厚截面、八边形等厚截面、矩形空心截面的桥墩在不同工况下的受力特性。结果表明,在最大悬臂工况下,八边形异厚桥墩内侧的压应力和竖向位移均小于其他两种截面桥墩,对上部主梁的变形协调和应力传递有更好的效果。在极限承载工况下,八边形异厚截面桥墩的最终损伤体积最小、极限承载力最大。

近断层地震动作用下大跨度曲线刚构桥台阵试验研究

为了研究近断层地震动对大跨度曲线刚构桥抗震性能的影响,以某一大跨度曲线刚构桥为原型,设计制作1/40缩尺比例模型,选取同一地震中的近断层地震动记录和远场地震动记录,利用多子台积木式模拟振动台台阵系统,完成了横向、纵向、横向+纵向一致输入及行波输入的对比试验。研究结果表明:近断层地震动中所含的速度脉冲会对曲线刚构桥的动力响应产生显著影响,并且行波效应会进一步提升其对结构响应的放大作用;近断层效应的放大作用对刚度较大的结构或者结构某一个方向更为明显,而行波效应对结构的影响主要取决于由多点激励所激发的高阶反对称模态;与直线桥相比较,曲率半径会增大曲线梁桥的水平刚度,从而使近断层效应和行波效应对曲线桥的动力响应产生更不利的影响。因此,在靠近断层的区域遭受同样的地震作用,曲线梁桥将产生更为严重的破坏,建议在抗震设计中应特别注意处于断层附近的曲线桥结构。

高墩大跨径曲线刚构桥设计参数与稳定分析

以高墩大跨径曲线刚构桥为研究对象,以稳定性理论为基础,利用有限元法对其在施工阶段和营运阶段的稳定性进行计算分析;通过对不同墩高、曲率半径、不同构造、不同工况的稳定性计算结果进行比较,总结出高墩大跨径曲线刚构桥设计参数(墩高、曲率半径、系梁个数)与稳定性特征值(失稳荷载系数)的关系.

等梁高曲线刚构桥悬臂施工阶段内力精确计算公式

现代大跨刚构桥梁的建设手段基本采用悬臂施工法,悬臂阶段结构内力的计算准确性将是确定保证桥梁安全的重要条件。本文将结合实例推导弯桥施工阶段的精细内力计算公式,以期达到在理论上对弯桥内力的更深入认识。

预应力混凝土曲线刚构桥的空间效应研究

为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体处于竖弯、横弯和扭转联合作用状态。由此造成梁体竖向位移和应力横向分布的不均匀性,且还有法向位移。悬臂浇筑各阶段,法向位移指向曲率中心侧,梁体竖向位移内侧大、外侧小,最大悬臂状态下,内侧竖向位移比中心线处增大49%,外侧比中心线处减小36%。应力也有较大的差别。二恒、活载作用下的空间效应规律正好与一恒作用下相反。本文研究成果可为今后曲线桥的设计和计算提供理论依据。

预应力筋布置对曲线刚构桥受力和变形的影响研究

曲线刚构桥是一种受力复杂的结构体系,一方面预应力效应能提高结构的承载能力,另一方面也会给结构带来一些不利影响。针对曲线刚构桥弯-扭耦合的力学特点,以冻青树左线——曲线预应力混凝土刚构桥为背景,基于空间有限元方法分析了主梁在运营阶段的受力和变形。分别研究了不对称张拉、不对称布筋、腹板钢束下调等不同预应力设置方案对主梁扭矩、支座反力、径向位移、竖向位移及扭转角的影响,并比较了不同方案下的计算结果差异。通过对预应力效应进行分析,得出了一些有益结论,可为完善曲线预应力混凝土刚构桥的设计和施工提供依据。

高墩大跨曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应研究

以芦家沟大桥为工程背景,建立了实桥三维板壳有限元模型,对其进行了空间有限元分析,并用参数变换法对影响曲线箱梁剪力滞效应的主要因素进行了分析,总结出了连续曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应随各种影响因素变化的规律,从而为此类桥梁的设计和建造提供借鉴与参考。

铁路曲线刚构桥地震反应分析

本文通过对南昆铁路板其二号大桥的地震反应分析，得出了一些关于曲线连续刚构桥地震反应方面的有意义的结论．

设缝双肢墩曲线刚构桥抗震性能研究

双肢墩和整体式桥墩在刚构桥上使用较多,但整体墩多用于高墩,双肢墩柔性好但布置较为复杂。介绍了一种新型设缝双肢墩,并通过建立ANSYS有限元模型,分析比较4种结构形式:连续曲线梁桥、设缝双肢墩曲线刚构桥、双肢墩曲线刚构桥、整体墩曲线刚构桥的动力特性,并通过反应谱法对其进行抗震性能评估。结果表明:4种结构形式的低阶振型主要是桥墩变形,桥墩是较为薄弱的构件;采用设缝双肢墩与双肢墩的刚构桥自振频率和振型结果较为接近;两者的墩底剪力均略大于连续梁,远小于整体墩刚构桥。可见,设缝双肢墩的抗震性能与双肢墩接近,但外观上更简洁美观,适合用于曲线刚构桥上。

匝道设缝墩曲线刚构桥模型试验研究

提出的匝道设缝双肢墩小半径曲线刚构桥新结构体系,具有结构整体性好且利于抗震、城市桥梁美观等优点,还可望能彻底解决曲线桥的倾覆问题。采用有机玻璃根据相似原理设计制作3跨1/30的试验模型,通过静力加载试验测得模型的应变和挠度。运用有限元软件ABAQUS建立不同半径的实体单元模型,对比分析匝道设缝双肢墩小半径曲线刚构桥的受力不均匀性。结果表明:荷载作用在边跨跨中时,边跨箱梁底板内外侧应力、挠度、支座反力及墩身应力的不均匀性较大,且支座反力与墩身应力不均匀性大于箱梁应力、挠度的不均匀性;荷载作用于中跨时结构受力较均匀;随着半径减小,箱梁挠度、支座反力及墩身应力不均匀性皆增大。

支座斜交角度对曲线刚构桥静力特性的影响

针对曲线T形刚构桥在运营过程中支座脱空和翘曲变形的现象,以一座跨度为(100+100)m的曲线T形刚构桥为工程实例,建立有限元分析模型,研究了斜交角(桥轴线与双支座中垂线的夹角)对桥梁内力分布规律的影响。研究结果表明:斜交角为-5°时,能一定程度上降低曲线刚构桥的弯扭耦合作用;负向斜交角能减小正常使用状态下支座反力的不平衡程度;随着支座斜交角的减小,车辆内侧偏载引起支座反力的不平衡效应随之减弱。

曲线刚构桥参数敏感性分析

通过建立曲线刚构桥的Midas有限元模型,分析了有关计算参数对桥梁结构受力响应的敏感性,指出对曲线刚构桥而言,混凝土容重、弹性模量以及曲率半径的敏感性较强,采用轻质高强材料以及尽可能大的曲率半径对有效提高曲线连续刚构桥的安全性是有益的。

基于七自由度的大跨预应力曲线刚构桥分析

在进行曲线桥梁设计时,一般将活载放大1.05-1.15倍(偏载系数)来考虑偏心影响。为探讨这种做法的合理性,该文结合一大跨预应力混凝土曲线刚构桥,采用空间有限元软件Midas/Civil进行七自由度受力分析,并与六自由度的计算结果进行对比验证。结果表明:传统经验系数法在跨中梁段较为合理,但对于支点附近梁段则偏于不安全。因此,对于大跨预应力曲线刚构桥有必要进行七自由度分析,以便更为准确地考虑其弯扭耦合效应。

高烈度区高低墩曲线刚构桥地震分析

为了了解高烈度区高低墩曲线刚构桥的地震响应特性,选取云南某高低墩曲线刚构桥为工程背景,利用MIDAS软件中的纤维单元对其进行非线性动力弹塑性分析,得到桥梁的动力特性与地震动响应。结果表明:地震动在顺桥向加载下,墩底控制截面出现最强地震动响应,且高墩比低墩更为剧烈;在横桥向加载下,低墩截面出现最强的地震动响应,抗弯能力的变化趋势更加敏感。高、低墩桥墩横向抗推刚度相差明显,加载时主梁横向扭转。

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析。研究表明:最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考。

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析.结果表明:最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考.

连续曲线刚构桥平面内位移的简化计算

连续曲线刚构桥梁端平面内的位移对结构受力的影响应予以考虑。从桥跨结构"不动点"的定义出发,探讨了各种荷载作用下桥跨结构平面内位移的方向及其大小的取值,并推导了连续曲线刚构桥桥墩抗推刚度的计算公式,从而使连续曲线刚构桥平面内位移的计算得到了简化,可供同类连续曲线刚构桥的设计计算参考。

曲线刚构桥的空间受力分析研究

通过预应力和温度对曲线刚构桥的作用方式等进行研究,利用有限元模型对工程实例进行分析,得出预应力对曲线桥正应力、扭转角等影响程度较小,温度梯度作用下易造成桥梁腹板开裂的结论,为曲线刚构桥的设计和施工提供了理论依据。

大跨高墩曲线刚构桥日照温度效应参数敏感性研究

为探究大跨径高墩曲线刚构桥日照温度效应参数敏感性,本文以贵州某大跨曲线刚构桥为研究背景,对比分析了混凝土辐射吸收率、箱梁翼缘板宽度、支座刚度及墩高四个参数对大跨高墩曲线刚构桥日照温度效应的影响规律。研究结果表明:日照温度效应下,混凝土辐射吸收率越高,对结构应力的影响效应越大;翼缘板宽度除特定时刻外可忽略其对结构的影响;支座刚度越大,墩顶与梁底之间相对位移越小;墩顶位移增长速率与墩高成正相关关系。

大跨径曲线刚构桥转矩调整方案探讨

以36m+60m+36m悬臂施工刚构桥(曲线半径300m)为研究对象,采用MidasCivil有限元分析程序,通过分析全桥转矩成因,结合预应力产生转矩与恒载转矩始终相反的特点,通过改变预应力布置形式,主动调整全桥转矩分布。研究表明:预应力采用不对称布置或不对称张拉力能主动调整一部分转矩。